Приборы оптические. Недостатки линз. 1 Сферическая аберрация

• Название: Недостатки линз. 1 Сферическая аберрация
• Дата: 04.09.2022
• Размер: 104.5 Kb.
• Имя файла: Приборы оптические.doc
• Тип: Документы; #661233

Ф-11 Оптические приборы. ОК-25

1. 
   Недостатки линз.
   

1.1 Сферическая аберрация.

• 
  При падении на линзу широких пучков, изображение точечного источника получается в форме расплывчатого светлого пятнышка. Эта погрешность линзы называется сферической аберрацией.
  

П ричина: периферийные части линзы сильнее преломляют световые лучи, чем центральные. В результате при падении параллельного пучка лучей на линзу они не сходятся в одной точке.

• 
  Сферическую аберрацию устраняют с помощью комбинации двух линз: собирающей и рассеивающей, которые склеивают друг с другом.
  

Собирающая линза сводит периферические лучи слишком близко друг к другу, а рассеивающая линза эти же лучи делает слишком расходящимися.
















Рассчитывают линзы таким образом, чтобы периферийные и центральные лучи после преломления в линзах сходились в одной точке.

2. 
   Хроматическая аберрация.
   

• 
  Б елый свет – сложный, состоит из лучей различного цвета. Стекло для лучей различного цвета имеет различные показатели преломления. Поэтому при прохождении белого света через линзу лучи преломляются по разному: сильнее всего преломляются фиолетовые лучи, меньше всего красные. Это явление называется хроматической аберрацией.
  

В результате хроматической аберрации края изображения в линзе получают радужную окраску.

Хроматическая аберрация устраняется путем подбора нескольких выпуклых и вогнутых линз из сортов стекла с различной зависимостью показателя преломления от длины волны.

• 
  Объективы и окуляры современных оптических приборов представляют собой сложную систему выпуклых и вогнутых линз.
  

П ри расчете оптических систем нужно знать:

• 
  О птическая сила системы контактных тонких линз и зеркал равна сумме оптических сил этих линз и зеркал: .
  

• 
  Изображение даваемое первой линзой является предметом для второй и т. д.
  
• 
  Если на линзу или зеркало падает сходящийся пучок лучей, то точка где лучи сходятся, принимается за мнимый источник света. В этом случае расстояние от этой точки до линзы d0.
  

2. 
   Оптические приборы, вооружающие глаз( увеличивающие угол зрения).
   

• 
  Угловое увеличение – отношение угла зрения при наблюдении предмета через оптический прибор к углу зрения при наблюдении невооруженным глазом c расстояния 25 см называется угловым увеличением.
  

2 .1 Лупа.

Лупа- собирающая линза или система линз с малым фокусным расстоянием (F10 cм).

Лупу помещают вблизи глаза, а предмет в ее фокальной плоскости. В этом случае лучи после выхода из линзы образуют параллельные пучки. Следовательно изображение на сетчатке получается без напряжения глаза.







h  h ₁




F

d₀ =25 cм

-угол зрения, под которым виден предмет невооруженным глазом.

- угол зрения, под которым виден предмет через лупу.

Угловое увеличение лупы: .
Лупы применяются: при мелкой и точной работе(часовщики, ювелиры, геологи, криминалисты, ботаники и т.п.). Увеличение не больше 40.

2.2 Микроскоп -представляет комбинацию двух линз или систем линз- короткофокусного объективаи длиннофокусного окуляра.

Линза, обращенная к предмету называется объективом. Предмет располагается перед передним фокусом объектива. Действительное увеличенное изображение, даваемое объективом, рассматривается через окуляр. Чтобы наблюдение велось без напряжения глаз окуляр перемещают так, чтобы изображение даваемое объективом находилось в фокальной плоскости окуляра.

F₁ F₂




h ₁

F₁ F₂ F₂

H ₁ ₁








f



Угловое увеличение микроскопа: . Учитывая, что ; ; Из схемы видно, что .

-оптическая длина тубуса (расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра)

Получаем: - угловое увеличение микроскопа. Максимальное увеличение до 1500.

3. Зрительные трубы – оптические приборы, предназначенные для рассмотрения удаленных предметов. С помощью объектива получают изображение предмета вблизи глаза, которое рассматривается в окуляр как в лупу.

3 .1 Труба Кеплера. 1630 г Иоганн Кеплер.

А




В

Объектив- окуляр-

длиннофокусная линза F₁ короткофокусная линза F₂
А

В₁

 F₁ F₂ ₁




А₁

В

Объектив Окуляр

Изображение удаленного предмета получается в фокальной плоскости объектива и окуляра

Лучи после преломления в окуляре становятся параллельными. Глаз без напряжения преломляет их и формирует изображение на сетчатке.

У гловое увеличение:

3.2 Труба Галилея. 1609 г. Галилей.

А




В

Объектив- окуляр-

длиннофокусная линза F₁ рассеивающая линза F₂




А₁




А б







F₁ F₂

В а




В₁

Объектив дал бы уменьшенное перевернутое изображение аб, но на пути лучей стоит рассеивающая линза и лучи становятся расходящимися. При попадании в глаз они дают мнимое, прямое, увеличенное изображение А₁В₁.

4.Телескопы- большая зрительная труба для наблюдения небесных тел и звезд.

• 
  По оптическим схемам телескопы разделяются на линзовые(рефракторы) и зеркальные(рефлекторы).
  

• 
  Оптическая схема рефрактора точно такая же, как у трубы Кеплера. Крупнейший рефрактор имеет объектив диаметром 1,02 м.
  

• 
  В телескопе –рефлекторе объективом служит параболическое зеркало. Свет от небесного тела идет практически параллельным пучком и после отражения от зеркала сходится в фокальной плоскости.
  

П ри помощи плоского зеркала световые лучи направляются в окуляр, через который рассматривается изображение.















Увеличение телескопов достигает 500. За счет огромного по сравнению с глазом поперечного сечения телескопа освещенность изображения, даваемого объективом возрастает в миллионы раз. Крупнейший в мире рефлектор с диаметром зеркала 6 м сооружен в СССР на Северном Кавказе.